本发明专利技术提供一种风电汇集地区电压灵敏度的分析方法及装置，该分析方法包括：根据静止同步补偿器与风电汇集系统的无功交换关系建立潮流方程式；根据潮流方程式建立风电汇集系统中所有风机均以恒功率因数运行，且发出的有功恒定时的第二潮流方程式；根据第二潮流方程式获取第一无功电压灵敏度、第一电纳电压灵敏度、第二无功电压灵敏度及第二电纳电压灵敏度；根据第一电纳电压灵敏度及第二电纳电压灵敏度生成第一关系式及第二关系式；根据第一关系式分别获取无功电流I、电容量Bc及等效阻抗X与电压-无功灵敏度增大程度之间的第一关系；并根据第二关系式分别获取导纳值BL、电容量Bc及等效阻抗X与电压-无功灵敏度增大程度之间的第二关系。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于风电场无功电压控制技术，具体地，是关于一种风电汇集地区电压 灵敏度的分析方法及装置。
技术介绍
由于我国风能资源的分布特点，决定了目前所采取的风电大规模集中接入，长距 离输送供给负荷的方式。随着风机装机容量的不断扩大，这种方式带来的弊端日益显露，即 集中并网的输电网络结构短路容量较小，局部扰动可能也会在大片区域引起连锁响应。近 年来，风电大规模集中地区发生多起风机连锁脱网事故，其中一部分事故是由于风电场内 某些风电机组没有进行低电压穿越的改造，从而在场内发生短路故障时导致这些风电机组 低电压脱网，其他机组又因为无功过剩而导致其高电压脱网。另一部分事故则是由于多风 场风机在无故障情况下均因高电压导致连锁脱网。 为避免上述事故的发生，需对静止无功补偿器（SVC)控制方式的风电汇集地区进 行电压稳定性评价，现有的电压稳定性评价方法中所针对的SVC由感性支路和容性支路组 成，但目前大多数风电场SVC仅控制感性支路，而容性支路则采用手动投切的方式，该评价 方法针对风电场SVC感性支路恒无功控制展开讨论，研究在系统中有电容扰动时，利用电 压-无功灵敏度法评价SVC的此种控制方式对汇集地区电压稳定性影响。 此种评价方法存在以下两个缺点：（1)仅考虑风电场SVC的动态行为，且区内各风 电场均采用SVC感性支路恒无功控制方式。但从实际风电场的PMU数据来看，事故发生前 风电场动态无功设备主要为双馈式感应发电机（DFIG)，还有一部分风电场投有静止无功发 生器（SVG)。（2)仅把动态无功补偿装置的感性无功投入量作为导致电压灵敏度增大的因 素，且分析过程假定初始场内投入电容器容量与动态无功补偿装置感性支路无功投入量相 等的条件。然而，风电场实际投入的电容器容量可能并不符合这一条件。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种风电汇集地区电压灵敏度的分析方法及 装置，以克服现有的电压稳定性评价方法中所存在的缺陷。 为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种风电汇集地区电压灵敏度的分析方 法，该分析方法包括：根据静止同步补偿器与风电汇集系统的无功交换关系建立潮流方程 式；根据所述潮流方程式建立所述风电汇集系统中所有风机均以恒功率因数运行，且发出 的有功恒定时的第二潮流方程式；根据所述第二潮流方程式获取第一无功电压灵敏度及第 一电纳电压灵敏度，并进一步获取所述静止同步补偿器采用恒无功控制时的第二无功电压 灵敏度及第二电纳电压灵敏度；根据所述第一电纳电压灵敏度及第二电纳电压灵敏度生成 无功电流I、投入的电容量B。以及风电场与系统之间的等效阻抗X之间的第一关系式，以及 感性支路投入的导纳值^、投入的电容量B。以及风电场与系统之间的等效阻抗X之间的第 二关系式；根据所述第一关系式分别对无功电流I、电容量B。及等效阻抗X求导，获取所述 无功电流I、电容量B。及等效阻抗X与电压-无功灵敏度增大程度之间的第一关系；并且根 据所述第二关系式分别对导纳值&、电容量B。及等效阻抗X求导，获取所述导纳值B p电容 量B。及等效阻抗X与电压-无功灵敏度增大程度之间的第二关系。 在一实施例中，上述的潮流方程式为：其中，X为风电场的系统总阻抗，X = XS+XJXT，Xs 为系统阻抗、I为输电线路阻抗、X τ为升压变压器阻抗；I为静止同步补偿器向系统提供的 无功电流；P为风电场内所有风机发出的有功；Q为风电场内所有风机发出的无功；B。为风 电场内初始状态所投电容器的导纳值；无穷大电压E = 1。 在一实施例中，上述的第二潮流方程式为：其中，Bc为风电场内初始状态所投 电容器的导纳值。 在一实施例中，上述的第一无功电压灵敏度及第一电纳电压灵敏度;^__为： 在一实施例中，上述的静止同步补偿器采用恒无功控制时，Qstat= IV恒定，则所述 的第二无功电压灵敏度￥及第二电纳电压灵敏度为： 在一实施例中，上述的第一关系式为ΑΦ。，I，X)=以(￥+(1_￥8。)乂)，所述的第二 关系式为：f2(B。，By X) = 2V\(1+((B「BJX)X)，其中，初始状态静止无功补偿器感性 支路所投入的导纳值。 在一实施例中，上述的第一关系为： 在一实施例中，上述的第二关系为： 本专利技术实施例还提供一种风电汇集地区电压灵敏度的分析装置，所述的分析装置 包括：潮流方程式建立单元，用于根据静止同步补偿器与风电汇集系统的无功交换关系建 立潮流方程式；第二潮流方程式建立单元，用于根据所述潮流方程式建立所述风电汇集系 统中所有风机均以恒功率因数运行，且发出的有功恒定时的第二潮流方程式；电压灵敏度 获取单元，用于根据所述第二潮流方程式获取第一无功电压灵敏度及第一电纳电压灵敏 度，并进一步获取所述静止同步补偿器采用恒无功控制时的第二无功电压灵敏度及第二电 纳电压灵敏度；关系式生成单元，用于根据所述第一电纳电压灵敏度及第二电纳电压灵敏 度生成无功电流I、投入的电容量B。以及风电场与系统之间的等效阻抗X之间的第一关系 式，以及感性支路投入的导纳值^、投入的电容量B。以及风电场与系统之间的等效阻抗X之 间的第二关系式；关系获取单元，用于根据所述第一关系式分别对无功电流I、电容量B。及 等效阻抗X求导，获取所述无功电流I、电容量B。及等效阻抗X与电压-无功灵敏度增大程 度之间的第一关系；并且根据所述第二关系式分别对导纳值&、电容量B。及等效阻抗X求 导，获取所述导纳值&、电容量B。及等效阻抗X与电压-无功灵敏度增大程度之间的第二 关系。 在一实施例中，上述的潮流方程式为：其中，X为风电场的系统总阻抗，X = XS+XJXT，XS 为系统阻抗、I为输电线路阻抗、X τ为升压变压器阻抗；I为静止同步补偿器向系统提供的 无功电流；P为风电场内所有风机发出的有功；Q为风电场内所有风机发出的无功；B。为风 电场内初始状态所投电容器的导纳值；无穷大电压E = 1。 在一实施例中，上述的第二潮流方程式为： (1-BCX)2V4+2IX(1-B CX)V3+(I2X2-1)V2+P 2X2= 0,其中，Bc 为风电场内初始状态所投 电容器的导纳值。 在一实施例中，上述的第一无功电压灵敏度及第一电纳电压灵敏度为： 在一实施例中，上述的静止同步补偿器采用恒无功控制时，Qstat= IV恒定，则所述 的第二无功电压灵敏度及第二电纳电压灵敏度为： 在一实施例中，上述的第一关系式为J1 (B。，I，X) = IX (V+(I-VBJX)，所述的第二 关系式为：f2(B。，By X) = 2V\(1+((B「BJX)X)，其中，初始状态静止无功补偿器感性 支路所投入的导纳值。 在一实施例中，上述的第一关系为： 本专利技术实施例的有益效果在于，综合考虑风电汇集地区静止无功发生器和双馈式 感应发电机影响电压灵敏度的内在因素，对风电汇集地区的电压灵敏度进行分析，对预防 风电汇集地区发生大规模无故障脱网事故具有参考价值。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种风电汇集地区电压灵敏度的分析方法，其特征在于，所述的分析方法包括：根据静止同步补偿器与风电汇集系统的无功交换关系建立潮流方程式；根据所述潮流方程式建立所述风电汇集系统中所有风机均以恒功率因数运行，且发出的有功恒定时的第二潮流方程式；根据所述第二潮流方程式获取第一无功电压灵敏度及第一电纳电压灵敏度，并进一步获取所述静止同步补偿器采用恒无功控制时的第二无功电压灵敏度及第二电纳电压灵敏度；根据所述第一电纳电压灵敏度及第二电纳电压灵敏度生成无功电流I、投入的电容量Bc以及风电场与系统之间的等效阻抗X之间的第一关系式，以及感性支路投入的导纳值BL、投入的电容量Bc以及风电场与系统之间的等效阻抗X之间的第二关系式；根据所述第一关系式分别对无功电流I、电容量Bc及等效阻抗X求导，获取所述无功电流I、电容量Bc及等效阻抗X与电压‑无功灵敏度增大程度之间的第一关系；并且根据所述第二关系式分别对导纳值BL、电容量Bc及等效阻抗X求导，获取所述导纳值BL、电容量Bc及等效阻抗X与电压‑无功灵敏度增大程度之间的第二关系。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢欢，周红婷，吴涛，曹天植，李善颖，赵峰，梁浩，姚谦，付宏伟，史扬，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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